Ozeanographie : Dünne Luft für schnelle Fische

Infolge des Klimawandels könnte der Sauerstoffgehalt in den Weltmeeren sinken. Eine solche Entwicklung würde vor allem große und mobile Arten wie den Thunfisch treffen.

Roland Knauer
Thunfisch
Durchatmen. Thunfische benötigen Wasser mit viel Sauerstoff. -Foto: Mauritius

Der Klimawandel könnte einigen Regionen der Weltmeere die Luft abschnüren. Das zeigen Untersuchungen eines deutsch-amerikanischen Forscherteams. Lothar Stramma vom Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IfM-Geomar) in Kiel und seine Kollegen analysierten die Sauerstoffgehalte tropischer Ozeane während der letzten 50 Jahre und simulierten dann, wie sich der Gehalt des Atemgases in Zukunft entwickeln wird. Über ihre Ergebnisse berichten sie im Fachblatt „Science“ (Band 320, Seite 655).

Bislang gibt es sauerstoffarme Zonen in Wassertiefen zwischen 300 und 700 Metern nur in wenigen Gebieten, wie dem Arabischen Meer und dem Golf von Bengalen. Doch mit dem Klimawandel könnten sich die lebensfeindlichen Bereiche erheblich ausweiten.

Eine solche Entwicklung würde vor allem große und mobile Arten wie den Thunfisch treffen. Diese Tiere haben einen sehr hohen Energiebedarf; um zu überleben, benötigen sie wenigstens 0,15 Prozent Sauerstoff im Wasser. Zum Vergleich: Normale Luft enthält knapp 21 Prozent. Weil das Wasser an der Oberfläche der Meere laufend Sauerstoff aus der Luft aufnimmt, gibt es dort für die schnellen Schwimmer mit 0,6 Prozent mehr als genug Atemgas. Mit zunehmender Wassertiefe sinkt der Sauerstoffgehalt jedoch, weil das Gas von Meeresorganismen aufgebraucht wird.

Allerdings gibt es auch in der Tiefsee Bereiche mit sauerstoffreichem Wasser. Grund dafür sind kalte Winde, die über einigen Meeresregionen, wie zum Beispiel der Labradorsee im Nordatlantik wehen. Die kalte Luft, die von den Gletschern Grönlands kommt, kühlt die Meeresoberfläche ab. Dadurch nimmt die Dichte des Wassers zu – es sinkt in die Tiefe und fließt dann als starker Strom durch das Untergeschoss der Weltmeere.

Treibt der Klimawandel nun die Temperaturen in der Atmosphäre in die Höhe, wird auch das Wasser an der Meeresoberfläche wärmer. Zwar kühlen die Gletscherwinde immer noch stark, so tiefe Temperaturen wie vorher erreicht das aufgewärmte Wasser aber nicht mehr. Daher werden bei steigenden Temperaturen auch die Wassermengen geringer, die mit reichlich Sauerstoff in die Tiefe sinken. Um diesen Prozess besser zu verstehen, haben die Ozeanografen aus verschiedenen Meeresregionen und Wassertiefen Sauerstoffwerte zusammengetragen. „Besonders groß waren die Verluste im Atlantik vor der Küste Mauretaniens“, sagt Volker Mohrholz vom Institut für Ostseeforschung in Warnemünde. Seit 1960 habe dort in 500 Metern Wassertiefe der Sauerstoffgehalt um ein Viertel abgenommen und betrage nur noch 0,14 Prozent.

Auch in den anderen untersuchten Meeresgebieten nahm die Konzentration des Gases in der Tiefe seither ab. Computermodelle zeigten, dass bei steigenden Temperaturen, wie sie infolge des Klimawandels erwartet werden, die Sauerstoffgehalte weiter abnehmen.

„Damit werden sich auch jene Gebiete ausdehnen, in denen das Wasser nicht mehr genügend Sauerstoff für Thunfische und andere schnelle Schwimmer enthält“, sagt Mohrholz. Der Ozeanograf ist sich sicher, dass die Areale sich nicht nur in der Fläche vergrößern werden, sondern auch in ihrer vertikalen Erstreckung. Möglicherweise werden die bedrohlichen Zonen künftig weit näher an die Meeresoberfläche heranreichen als bislang.

Noch wissen die Forscher nicht, wie sich die sinkenden Sauerstoffgehalte auf die gesamte Meeresfauna auswirken werden. Sie weisen aber darauf hin, dass vor 251 Millionen Jahren die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre sehr hoch war, während in den Weltmeeren der Sauerstoff extrem knapp wurde. Geologen stellen für diese Zeit das größte Meersartensterben fest, das die Erde in den letzten 600 Millionen Jahren erlebt hat.

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